Принципы систематики.

Систематика- наука о классификации организмов.

Предмет изучения систематики- описание, классификация организмов и построение эволюционной системы органического мира.

Классификация- это распределение организмов в группы по степени их родства.

Основу систематики заложил К. Линней в работе «Система природы» в 1758 г.

Принципы систематики:

1)бинарная номенклатура. Каждый вид называется двумя словами, одно- название рода, имя существительное, другое- видовой эпитет, имя прилагательное; по латыни.

2)принцип иерархии, соподчиненности. Виды объединяются в роды, роды в семейства, семейства в отряды, отряды в классы, классы в типы, типы в царства.

Современная систематика позволяет установить причины сходства и различия между организмами.

Для создания системы органического мира систематики используют признаки:

1. историческое развитие группы организмов по их ископаемым остаткам;

2. морфологическое и анатомическое строение видов;

3. размножение и эмбриональное развитие;

4. химический состав и физиология

5. распространение на планете.

Основными систематическими категориями являются следующие: вид, род, семейство, отряд, класс, отдел, тип, царство.

Систематика тесно связана с другими биологическими науками: эволюционым учением, морфологией, цитологией, генетикой, биохимией, экологией, биогеографией.

Современная классификация.

Живые организмы

Империя Доклеточные империя Клеточные

Вирусы надцарства: Прокариоты Эукариоты

(Доядерные) (Ядерные)

царство Бактерии царства: Протисты

Грибы

Растения

Животные

Вирусы.

Вирусы – неклеточная форма жизни. К виру­сам относятся вироиды и бактерио­фаги.

Вирусы были открыты в 1892 г. русским ученым Д. И. Ивановским при исследовании мозаичной болезни листьев табака.

Строение вируса: нуклеиновая кислота и белковая оболочка –капсид.

Нуклеиновые кислоты вируса могут быть: двухцепочечными и одноцепочечными линейными и кольцевыми ДНК, двухцепочечными и одноцепочечными линейными РНК. Большинство вирусов относится к РНК-типу.

Капсид защищает нуклеиновую кислоту от нуклеаз хозяина и УФ-лучей.

Существует два типа симметрии капсидов - спиральный и кубический. По спиральному типу симметрии построены вирусы, поражающие растения и некоторые бактериофаги. Бактериофаги- вирусы, поражающие бактерии.

По кубическому типу построены большинство вирусов- паразитов животных и человека.

У некоторых ви­русов (например, герпеса или грип­па) есть дополнительная липопротеидная оболочка, которая возникает из плазматической мем­браны клетки хозяина.

Вирион- это сформи­рованная инфекционная частица .

Вирусы способны жить и размно­жаться только в клетках других ор­ганизмов, вне клеток они не про­являют признаков жизни и имеют форму кристаллов. Размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нм.

Размножение вирусов.

Размножение вирусов включает в себя три процесса:

- репликацию вирусной нуклеиновой кислоты,

• синтез вирусных белков

• сборку вирионов.

Вирус табачной мозаики (ВТМ), имеет палочковидную форму, содержит РНК и спиральный капсид.

1)репликация РНК осуществляется ферментом РНК- зависимой РНК-полимеразой, закодированной в геноме вируса. Этот фермент строит комплементарную цепь (-цепь), по которой синтезируются вирусные РНК.

2)исходная цепь РНК (+цепь) служит матрицей для синтеза белков.

Вирусные белки синтезируются с помощью рибосом клетки.

3)затем происходит сборка вирионов

Ретровирусы- вирусы, имеющие фермент обратная транскриптаза (ревертаза). С помощью этого фермента ретровирусы синтезируют ДНК по матрице вирусной РНК.

1. фермент обратная транскриптаза синтезирует ДНК по матрице РНК, затем вторую цепь ДНК;

2. происходит интеграция- процесс встраивания ДНК в геном клетки хозяина. Образуется провирус. Провирус- вирусный геном в форме ДНК, встроенный в хроматин клетки хозяина. В латентной (скрытой) форме провирус может долго оставаться без изменений в клетке хозяина. К провирусам относятся онкогенные вирусы, ВИЧ.

3. под действием канцерогенных факторов провирус может активироваться и образуются вирионы

Бактериофаги.

Вирусы бакте­рий — бактериофаги, или фаги, проникающие в бакте­риальную клетку и разрушающие ее.

Тело фага кишечной палочки сос­тоит из головки, полого стержня и чех­ла из сократительного белка. Стер­жень заканчивается базальной плас­тинкой с шестью ни­тями. Внутри головки находится ДНК.

Бактериофаг прикрепляется к поверхности ки­шечной палочки и растворяет с помощью фермента клеточную стенку.

После этого за счет сокращения головки мо­лекула ДНК фага впрыскивается че­рез канал стержня в клетку.

Пример­но через 10—15 мин под действием этой ДНК перестраивается весь мета­болизм бактериальной клетки, и она начинает воспроизводить ДНК бак­териофага, а не собственную ДНК. При этом синтезируется и фаговый белок.

Завершается этот процесс появлением 200—1000 новых фаговых частиц, в результате чего клетка бак­терии погибает.

Вирулентные фа­ги - бактериофаги, приводящие к лизису (разрушению) бактериальной клет­ки.

Умеренные фаги( профаги)-бактериофаги, включающие свою ДНК в ДНК хозяина, обра­зуя с ней единую молекулу, способ­ную к репликации.

Типы вирусных инфекций: литический, персистентный, латентный.

Литическая инфекция- образующиеся вирионы одновременно покидают клетку и она гибнет.

Персистентная инфекция- вирусы покидают клетку постепенно, клетка продолжает жить, хотя ее метаболизм изменен.

Латентная инфекция- вирусная ДНК встраивается в геном клетки хозяина и передается дочерним клеткам. При активировании вируса инфекция развивается по литическому или персистентному типу.

Вирусные болезни.

Заболева­ния сельскохозяйственных расте­ний - мозаичная болезнь табака, то­матов, огурцов, скручивание листь­ев, карликовость, желтуха .

- домашних животных - ящур, чума свиней и птиц, инфекционная ане­мия лошадей.

Эти болез­ни снижают урожайность культур и приводят к массовой ги­бели животных.

Заболевания чело­века: грипп, корь, оспа, полиомиелит, свинка, бешенство, желтая лихорадка, СПИД.

СПИД (синдром приобретенного имму­нодефицита) — заболевание человека, поражающее его им­мунную систему.

Впервые СПИД был официально заре­гистрирован на территории США в 1981 г.,

в 1983 г. установили , что он вызывается ретровирусом, в сос­тав которого входит фермент ревертаза (обратная транскриптаза, или РНК-зависимая ДНК-полимераза). Этот фермент проводит об­ратную транскрипцию от РНК к ДНК.

Возбудитель болезни — вирус иммуно­дефицита человека (ВИЧ). Вирус поражает Т-лимфоциты.

Геном ВИЧ представлен двумя идентичными моле­кулами РНК.

ВИЧ обладает уникальной изменчи­востью, которая не дает возможности создать эф­фективной вакцины для защиты от СПИДа.

ВИЧ кодирует пять струк­турных белков и фермент ревертазу.

Проникнув в клетку, вирионы ВИЧ распадаются, при этом высвобождаются РНК и фермент ревертаза. Фермент, ис­пользуя вирионную РНК в качестве мат­рицы, синтезирует цепь ДНК (минус-ДНК), затем синтезируется другая нить ДНК — плюс-ДНК.

Вместе они образуют ДНК-транскрипт вирусного генома, который проникает в ядро ин­фицированной клетки и встраивается в ее геном - образуется провирус.

Типичных симптомов, харак­терных именно для СПИДа, нет.

Основные проявления заражения челове­ка вирусом СПИДа — поражение цен­тральной нервной системы (острый менингит, острый энцефалит, хронический менингит) и поражение иммунной системы.

Для СПИДа характерен длитель­ный инкубационный период. У взрослых - в среднем 5 лет. ВИЧ может сохраняться в организ­ме человека пожизненно.

Пути передачи вируса:

1)главный путь передачи ВИЧ— поло­вые контакты, т.к. возбудитель его наиболее часто находится в крови, сперме и влагалищных выделениях инфициро­ванных людей.

2)другой путь инфицирования — посред­ством нестерильных медицинских инстру­ментов, которыми пользуются наркоманы.

3)Возможна передача инфекции через кровь и некоторые лекар­ственные препараты, при пересадке орга­нов и тканей, использовании донорской спермы и др.

4)Заражение может происхо­дить и при вынашивании плода, во время рождения ребенка или в период его груд­ного вскармливания матерью, инфициро­ванной ВИЧ или больной СПИДом.